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今年從0-1的產(chǎn)業(yè)備受市場(chǎng)關(guān)注,比如光伏領(lǐng)域的鈣鈦礦、風(fēng)電領(lǐng)域的漂浮式海上風(fēng)電。而在氫能領(lǐng)域,綠氫今年政策密集出臺,尤其以?xún)让蔀楹诵念I(lǐng)先布局,在政策積極推動(dòng)下,綠氫今年有望迎來(lái)爆發(fā)元年。但是即使各項目紛紛在建布局,綠氫最終能否全面商業(yè)化,最終還取決于成本能否降下來(lái),所以綠氫太貴的困局能不能打破是關(guān)鍵。
何為綠氫?綠氫也叫電解水制氫,主要由風(fēng)光等可再生能源電解水方式來(lái)制氫,制作過(guò)程不會(huì )有碳排放產(chǎn)生,屬于未來(lái)氫能發(fā)展的主要方向,也就是說(shuō),只有綠氫能滿(mǎn)足去碳化目標的實(shí)現。但是囿于成本和技術(shù)的限制,目前無(wú)法大規模使用,現在電解水制氫的占比僅1%左右。綠氫未來(lái)的發(fā)展趨勢已經(jīng)明了,就是要替代現有主流的化石能源制氫的份額。
01 綠氫太貴?如何破局
為什么說(shuō)2023年有望是綠氫爆發(fā)元年?最重要的是政策面的支持,2022年開(kāi)始,各省份氫能政策陸續密集落地,發(fā)布各自的氫能產(chǎn)能規劃。尤其以?xún)让晒艦橹?,內蒙古今年開(kāi)年就展示了其在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心,根據其1月4日內蒙古能源局官網(wǎng)發(fā)布“內蒙古自治區能源局關(guān)于實(shí)施興安盟京能煤化工可再生能源綠氫替代示范項目等風(fēng)光制氫一體化示范項目的通知”,制氫總投資在496億??梢钥闯?023年內蒙古很多項目將投產(chǎn),也就是說(shuō)今年是內蒙古綠氫發(fā)展元年,也是中國綠氫發(fā)展的元年。
雖然說(shuō)今年是綠氫爆發(fā)元年,但就像光伏的鈣鈦礦一樣,投產(chǎn)再到達產(chǎn),還是個(gè)遠期故事,只不過(guò)與鈣鈦礦還需要解決穩定性以及效率等問(wèn)題,不同的是,綠氫最主要的問(wèn)題還是成本太高。
制約綠氫發(fā)展的主要因素是成本高。目前電解水制氫主流技術(shù)主要是:堿性電解水(AWE)、質(zhì)子交換膜電解水(PEM)。其中堿性電解水技術(shù)是目前最成熟的工藝,特點(diǎn)是技術(shù)成熟、投資運行成本低、但存在堿流失、腐蝕、能耗高等問(wèn)題。PEM技術(shù)目前處于市場(chǎng)化早期,比堿性電解水優(yōu)越之處在于避免堿污染和腐蝕問(wèn)題,且氫氣純度高,響應速度也快,但缺點(diǎn)是設備成本遠高于堿性電解水技術(shù),高成本限制了PEM技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
對比主流的兩種技術(shù)的成本:可以看到不管哪種技術(shù),電力成本都是占大比例的,60%-80%之間,而PEM中電力成本雖然比堿性的要低,但是固定成本高了很多,主要高在了電解槽,PEM的電解槽單位成本要遠高于堿性,所以目前推廣不了,還是個(gè)遠期的故事。
(見(jiàn)智研究制圖)
現在最主流的是堿性技術(shù),未來(lái)綠氫規?;蟾怕室策€是這種技術(shù)。根據東吳證券的預測,如果是按照目前電耗5Kwh/標方;電價(jià)0.3元/kwh來(lái)測算,堿性電解水制氫的合計成本為25元/kg;而目前煤制氫的成本為9.6元/kg;天然氣制氫成本為15元/kg。所以對比下來(lái)即使現在最便宜的綠氫技術(shù),堿性電解制氫,成本也大約是煤制氫的3倍,所以限制了綠氫目前的規?;?。
而如果電價(jià)降到0.1-0.2元/Kwh,電耗降到4.5kwh/標方以下,成本就可能降到15元/kg以下,也就是接近與天然氣和煤制氫平價(jià)。
02 綠氫爆發(fā)后,電解槽最受益
綠氫在氫產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節,也就是制氫,而除了制氫外,整條產(chǎn)業(yè)鏈還包括氫儲運,以及氫的下游應用。今天主要說(shuō)下制氫這個(gè)環(huán)節的機會(huì )。
綠氫爆發(fā)后,主要受益的還是堿性電解制氫。而堿性電解制氫主要包括五大部分,電解槽、電器設備、固液分離器、純化設備、輔助設備,其中電解槽占總成本的50%,也是最核心的設備。隨著(zhù)綠氫招標擴大,電解槽的需求自然水漲船高。按照今年國內氫產(chǎn)量2400萬(wàn)噸,綠氫占比1%,新增電解槽需求約400臺;如果2030年假設氫氣產(chǎn)量3000萬(wàn)噸,綠氫滲透率30%,新增電解槽或超8000臺,量的空間翻20倍。
整體看,見(jiàn)智研究認為,綠氫的潛在空間巨大,但是現實(shí)也有很多風(fēng)險,比如其實(shí)目前還是在政府示范項目驅動(dòng),還是靠政策推動(dòng),商業(yè)化路徑還沒(méi)有打通;且如果想實(shí)現降本,不僅需要降電耗,更需要電價(jià)降下來(lái),如果這些前提無(wú)法實(shí)現,那2030年30%的滲透率可能也只是一個(gè)愿景。